一種垃圾滲濾液處理裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于廢水處理【技術領域】，特別涉及一種垃圾滲濾液處理裝置。該裝置可以將吸附-混凝-亞硝化-厭氧氨氧化-好氧-膜生物反應器組合工藝應用于垃圾滲濾液的處理中。本發(fā)明裝置由三部分組成，包括：a.吸附池、混凝池和沉淀池依次連接組成的預處理部分；b.亞硝化反應器和厭氧氨氧化反應器組成的脫氮部分；c.好氧池和膜池組成的主體處理部分。本發(fā)明針對垃圾滲濾液水質特點，將物化處理和生物處理單元有機結合，同時在處理裝置上進行了合理的改造，具有工藝流程短而緊湊、處理效率高、能耗低和膜組件使用壽命長等優(yōu)點。
【專利說明】一種垃圾滲濾液處理裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于廢水處理【技術領域】，特別涉及一種垃圾滲濾液處理裝置。
【背景技術】
[0002]目前城市垃圾處置方式主要有衛(wèi)生填埋和焚燒。無論是采用焚燒還是衛(wèi)生填埋，在處置過程中都會產(chǎn)生一定數(shù)量的高濃度的有機廢水，高濃度有機廢水一般是指超過垃圾及其所覆土層持水量和表面蒸發(fā)潛力的雨水進入填埋場地后，浙經(jīng)垃圾層而產(chǎn)生的滲濾液。滲濾液廢水中除cod、bod、nh3-n等污染物指標嚴重超標外，還有鹵代芳烴、重金屬和病毒等污染，所以高濃度滲濾液是一種污染物指標嚴重超標、成分異常復雜的高濃度有機廢水，若不加處理而直接排入環(huán)境，將給當?shù)氐牡孛嫠⒌叵滤h(huán)境造成嚴重污染，且對周邊人民群眾的身體健康產(chǎn)生嚴重威脅。
[0003]垃圾滲濾液的處理，國內外的學者已做了諸多研究，主要包括物理化學法和生物法。物化方法處理成本較高，污染難以徹底去除，并可能會使出水形成二次污染。生物法是垃圾滲濾液處理的主導處理工藝，具有去除效率穩(wěn)定，運營成本較低等優(yōu)點，然而在滲濾液處理過程中依然存在 的問題有:
[0004]a.滲濾液可生化性差，有機物濃度高。尤其隨著填埋場填埋時間的延長，生化性較低，B0D/C0D值小于0.1。因此這也就造成了其無法用生物方式直接處理的原因。
[0005]b.滲濾液氨氮濃度高，根據(jù)填埋場的填埋方式和垃圾成分的不同，滲濾液氨氮濃度一般從數(shù)十至幾千mg/L不等，而高濃度的氨氮對生物處理系統(tǒng)有一定的抑制作用，同時高濃度的氨氮造成滲濾液中的C/N比失調，導致傳統(tǒng)生物脫氮難以進行。
[0006]c.滲濾液中高的重金屬濃度及有毒物質，會抑制生物處理池中微生物的生長。
[0007]在脫氮處理研究中，研究工作者提出了新的脫氮理論，并相應地研發(fā)了新的脫氮工藝，如亞硝化脫氮工藝(SHARON)、厭氧氨氧化工藝(ΑΝΜΑΜ0Χ)、全程自養(yǎng)脫氮工藝(CANON)、限制自養(yǎng)硝化反硝化工藝(OLAND)等。新的生物脫氮工藝相對于傳統(tǒng)脫氮工藝具有明顯的優(yōu)勢，如:降低供養(yǎng)能耗、無需外加碳源、節(jié)省運行費用等，然而新工藝的發(fā)生需要嚴苛的特定條件，如較高溫度，恰當溶解氧等，因此這也導致了新工藝難以在實際工程中穩(wěn)定運行的原因。
[0008]膜生物反應器是當今先進的垃圾滲濾液處理技術，處理效果穩(wěn)定，并能適應不同環(huán)境條件下的水質，然而在應用過程中仍然需要高效的預處理工藝提高滲濾液的可生化性，高速率的膜污染和短暫的膜使用壽命導致了運行成本的提高，采取的減緩膜污染的曝氣措施，其高曝氣能耗依然不能降低工藝的運行維護成本。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種工藝流程緊湊、處理效率高、能耗低和膜組件使用壽命長的垃圾滲濾液處理裝置，通過合理的裝置設計，智能化的實時條件控制來解決垃圾滲濾液處理過程中存在的技術難題。[0010]本發(fā)明提供了一種垃圾滲濾液處理裝置，該裝置中吸附池通過第一電動閥與混凝池相連，所述混凝池通過第二電動閥與沉淀池相連；所述沉淀池依次通過第一液體流量傳感器和第三電動閥與亞硝化反應器相連，所述沉淀池依次通過第二液體流量傳感器和第四電動閥與進水泵相連；所述亞硝化反應器依次通過第三液體流量傳感器和第五電動閥與進水泵相連，所述亞硝化反應器與溫控儀相連；所述溫控儀與厭氧氨氧化反應器相連，所述進水泵通過管路與厭氧氨氧化反應器的底部相連；所述厭氧氨氧化反應器通過管路與回流泵相連，形成閉合回路；在好氧池中設置隔板，所述隔板將好氧池分為曝氣區(qū)和沉降區(qū)；所述厭氧氨氧化反應器通過管路與好氧池的曝氣區(qū)相連，所述好氧池的沉降區(qū)通過管路與膜池相連，所述膜池通過管路與流量泵相連；所述好氧池的曝氣區(qū)和沉降區(qū)分別通過管路與流量泵相連，形成閉合回路；
[0011]所述吸附池中設置第一攪拌器，所述混凝池中設置第二攪拌器；所述亞硝化反應器中分別設置第三攪拌器、第一 PH電極、第一溶解氧電極、第一微孔曝氣管；所述好氧池的曝氣區(qū)中分別設置第二PH電極、第二溶解氧電極、第二微孔曝氣管；所述第一pH電極、第一溶解氧電極、第二 PH電極和第二溶解氧電極分別與控制箱相連；所述膜池中設置膜組件；所述第一微孔曝氣管依次通過第六電動閥和第一氣體流量傳感器與曝氣機相連，所述第二微孔曝氣管依次通過第七電動閥和第二氣體流量傳感器與曝氣機相連，所述膜組件依次通過第八電動閥和第三氣體流量傳感器與曝氣機相連；所述膜組件依次通過第四液體流量傳感器和壓力傳感器與抽吸泵相連。
[0012]所述好氧池的曝氣區(qū)與沉降區(qū)的體積比為5:1。
[0013]所述膜組件中出水管設置為倒置U型，所述出水管的兩條豎直側管之間橫向平行設置多條曝氣套，所述多條曝氣套分別與進氣管相連；所述每條曝氣套中設置曝氣套內側管，所述每條曝氣套內側管上設置多個曝氣孔，所述每條曝氣套內側管內設置多條膜絲。
[0014]所述曝氣孔的方向和曝氣套呈40~70度角。
[0015]所述膜絲的材質為聚四氟乙烯中空纖維膜絲。
[0016]所述膜絲內徑為1.3mm,外徑為2.3mm。
[0017]所述溫控儀的各溫度傳感器、各壓力傳感器、各氣體流量傳感器、各液體流量傳感器、各溶解氧電極、各PH電極分別與PLC控制器相連，并由所述PLC控制器提供人機界面；所述PLC控制器分別與各溫控儀、各個泵、各曝氣機、各電動閥相連。
[0018]本發(fā)明的有益效果為:
[0019]整套處理裝置出水水質優(yōu)良、運行穩(wěn)定、處理效率高、能耗低、耐沖擊、管理簡便，其具體表現(xiàn)為:
[0020]a.抗沖擊負荷能力強，處理效果穩(wěn)定，出水水質優(yōu)良:
[0021]本裝置針對滲濾液中污染物的特點，采用物化-生物組合工藝:吸附-混凝工藝可去除滲濾液中濁度、重金屬及大分子物質，并能一定程度上降低C0D，氨氮濃度，能有效提高滲濾液的可生化性，降低滲濾液的生物毒性，對水質波動起到緩沖作用；亞硝化反應器和厭氧氨氧化反應器組合實現(xiàn)了亞硝化-厭氧氨氧化脫氮組合工藝，能有效去除滲濾液中的氨氮濃度；好氧池的進一步處理，去除大部分的有機物和氨氮等；膜生物反應器進一步的截留作用，從而將滲濾液中的主要污染物含量降低到出水限度指標以內；
[0022]b.管理方便，自動化程度高，處理反應參數(shù)控制靈敏，處理工藝運行穩(wěn)定:[0023]本裝置采用PLC控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)對處理裝置中的運行條件進行自動操作，工藝影響因素的及時掌握，并精確控制，從而保證處理工藝的穩(wěn)定運行；
[0024]c.膜污染速率小,膜組件使用壽命長:
[0025]通過好氧池、膜組件結構的改造，且選用高強度聚四氟乙烯中空纖維膜絲，可有效減緩膜污染速率，減少膜清洗次數(shù)，增加膜組件的使用壽命，降低處理工藝的運行費用；
[0026]d.結構緊湊，能耗小，運行費用低:
[0027]本裝置結構緊湊，可降低基建費用；根據(jù)裝置采用工藝特點，在吸附-混凝階段可選用高效，廉價的粉煤灰，聚合混凝劑等藥劑，從而可降低工藝的運行費用；通過對溶解氧的精確控制，曝氣的高效利用，可大大降低工藝能耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明垃圾滲濾液處理裝置示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明垃圾滲濾液處理裝置的控制系統(tǒng)框圖；
[0030]圖3為膜組件結構示意圖；
[0031]圖4為膜組件中軸橫切面結構示意圖；
[0032]圖中標號:1-第一攪拌器；2_吸附池；3_第一電動閥；4_混凝池；5_第二攪拌器；6_第二電動閥；7_沉淀池；8_第三電動閥；9_第一液體流量傳感器；10-第三攪拌器；11-第一 pH電極；12-第一微孔曝氣管；13_亞硝化反應器；14-第一溶解氧電極；15_第三液體流量傳感器；16-第五電動閥；17-第四電動閥；18-第二液體流量傳感器；19-溫控儀；20-第一氣體流量傳感器；21_第六電動閥；22_進水泵；23_厭氧氨氧化反應器；24_回流泵；25_第二pH電極；26_第二溶解氧電極；27_第二微孔曝氣管；28_好氧池；29_第七電動閥；30_第二氣體流量傳感器；31_第三氣體流量傳感器；32_第八電動閥；33_第四液體流量傳感器；34_壓力傳感器；35_膜組件；36_抽吸泵；37_流量泵；38_曝氣機；39_控制箱；40-膜池；41_出水管；42_進氣管；43_曝氣套；44_膜絲；45_曝氣套內側管。
【具體實施方式】
[0033]本發(fā)明提供了一種垃圾滲濾液處理裝置，下面結合【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步說明。
[0034]一種垃圾滲濾液處理裝置，該裝置中吸附池2通過第一電動閥3與混凝池4相連，所述混凝池4通過第二電動閥6與沉淀池7相連；所述沉淀池7依次通過第一液體流量傳感器9和第三電動閥8與亞硝化反應器13相連，所述沉淀池7依次通過第二液體流量傳感器18和第四電動閥17與進水泵22相連；所述亞硝化反應器13依次通過第三液體流量傳感器15和第五電動閥16與進水泵22相連，所述亞硝化反應器13與溫控儀19相連；所述溫控儀19與厭氧氨氧化反應器23相連，所述進水泵22通過管路與厭氧氨氧化反應器23的底部相連；所述厭氧氨氧化反應器23通過管路與回流泵24相連，形成閉合回路；在好氧池28中設置隔板，所述隔板將好氧池28分為曝氣區(qū)和沉降區(qū)，所述隔板中部設孔道使曝氣區(qū)和沉降區(qū)連通；所述厭氧氨氧化反應器23通過管路與好氧池28的曝氣區(qū)相連，所述好氧池28的沉降區(qū)通過管路與膜池40相連，所述膜池40通過管路與流量泵37相連；所述好氧池28的曝氣區(qū)和沉降區(qū)分別通過管路與流量泵37相連，形成閉合回路；[0035]所述吸附池2中設置第一攪拌器1，所述混凝池4中設置第二攪拌器5 ;所述亞硝化反應器13中分別設置第三攪拌器10、第一pH電極11、第一溶解氧電極14、第一微孔曝氣管12 ;所述好氧池28的曝氣區(qū)中分別設置第二 pH電極25、第二溶解氧電極26、第二微孔曝氣管27 ;所述第一 pH電極11、第一溶解氧電極14、第二 pH電極25和第二溶解氧電極26分別與控制箱39相連；所述膜池40中設置膜組件35 ;所述第一微孔曝氣管12依次通過第六電動閥21和第一氣體流量傳感器20與曝氣機38相連，所述第二微孔曝氣管27依次通過第七電動閥29和第二氣體流量傳感器30與曝氣機38相連，所述膜組件35依次通過第八電動閥32和第三氣體流量傳感器31與曝氣機38相連；所述膜組件35依次通過第四液體流量傳感器33和壓力傳感器34與抽吸泵36相連。
[0036]所述好氧池28的曝氣區(qū)與沉降區(qū)的體積比為5:1。
[0037]所述膜組件35中出水管41設置為倒置U型，所述出水管41的兩條豎直側管之間橫向平行設置多條曝氣套43，所述多條曝氣套43分別與進氣管42相連；所述每條曝氣套43中設置曝氣套內側管45，所述每條曝氣套內側管45上設置多個曝氣孔，所述每條曝氣套內側管45內設置多條膜絲44。
[0038]所述曝氣孔的方向和曝氣套43呈40~70度角。
[0039]所述膜絲的材質為聚四氟乙烯中空纖維膜絲。
[0040]所述膜絲內徑為1.3mm,外徑為2.3mm。
[0041]所述溫控儀19的溫度傳感器，壓力傳感器34，氣體流量傳感器20、30、31，液體流量傳感器9、15、18、33，溶解氧電極14、26，pH電極11、25分別與PLC控制器相連，并由所述PLC控制器提供人機界面；所述PLC控制器分別與溫控儀19，泵22、24、36、37，曝氣機38，電動閥 3、6、8、16、17、21、29、32 相連。
[0042] 垃圾滲濾液首先進入吸附池2，在吸附池2中投加一定量的吸附劑(首選粉煤灰或硅藻土等廉價的吸附劑)，調節(jié)第一攪拌器I至合理的轉速，進行吸附處理，在攪拌一定時間后，停止攪拌，靜置一段時間，打開吸附池2出水管上的第一電動閥3，吸附池出水通過管道進入混凝池4中，在混凝池4中投加一定量的混凝劑(首選聚合硫酸鐵，聚合氯化鋁，聚合氯化鋁鐵等高聚混凝劑)和助凝劑PAM，調節(jié)pH，控制第二攪拌器5至合理的轉速，進行混凝處理，在攪拌反應一定時間后，靜置一段時間，打開混凝池4出水管上的第二電動閥6，通過吸附混凝預處理可降低滲濾液的有機負荷，重金屬濃度，提高其可生化性，降低滲濾液生物毒性；
[0043]混凝池4出水通過管道進入沉淀池7進行進一步沉淀，同時調節(jié)pH ;沉淀池出水分別通過兩條管道，一條管道經(jīng)過第一液體流量傳感器9、第三電動閥8進入到亞硝化反應器12，打開亞硝化反應器13中的第三攪拌器10，并調節(jié)第六電動閥21進行微孔曝氣，在亞硝化反應器13中，有氧條件下，亞硝酸菌將滲濾液中的氨氮盡可能全部轉化為亞硝酸鹽氮；沉淀池7出水通過另一管道，經(jīng)第二液體流量傳感器18、第四電動閥17和亞硝化反應器13出水并入?yún)捬醢毖趸磻?3進水管中，然后通過進水泵22提升到厭氧氨氧化反應器23中(亞硝化出水的流量和沉淀池7出水直接進入?yún)捬醢毖趸磻?3的流量為1:1，可根據(jù)實際情況進行微調整)，在厭氧氨氧化反應器23中，厭氧條件下進行厭氧氨氧化反應，同時通過蠕動泵24實現(xiàn)部分厭氧氨氧化反應器出水的回流，提高脫氮效率；其中為保證亞硝化反應器13的完全亞硝化，通過第三攪拌器10的連續(xù)攪拌，和第一微孔曝氣管12適量地曝氣，保證亞硝酸菌的生長和硝酸菌的抑制，同時根據(jù)第一pH電極11和第一溶解氧電極14監(jiān)測顯示，及時調節(jié)pH和曝氣濃度，同時打開溫控儀19，保證最佳的反應溫度；
[0044]厭氧氨氧化反應器23出水通過管道進入到好氧池28曝氣區(qū)中，調節(jié)第七電動閥29進行微孔曝氣，在有氧條件下進行好氧處理；好氧池28曝氣區(qū)中的混合液通過隔板中部的孔道進入好氧池28的沉降區(qū)，然后在沉降區(qū)內發(fā)生自然沉降，上清液通過管道進入膜池40中，污泥沉淀通過沉降區(qū)底部的回流管道回流至曝氣區(qū)；好氧池28上清液進入膜池40后，進一步發(fā)生沉降，膜池的上清液最后在抽吸泵36的負壓作用下流出；為減緩膜池40中污泥混合液在膜表明沉積，膜組件35上的曝氣套43不斷曝氣，切向沖刷膜表明，使膜附近的混合液產(chǎn)生紊流，降低膜污染速率，保證較高的膜通量。經(jīng)過好氧處理和膜組件35的截留作用，滲濾液中的大部分污染物質被去除，只用少量的小分子殘留污染物會透過薄膜微孔進入出水池中。
[0045]在亞硝化反應器13、厭氧氨氧化反應器23、好氧池28和膜池40中設有溶解氧電極14、26，pH電極11、25，溫控儀19和水泵前的液體流量傳感器9、15、18、33，壓力傳感器34以及曝氣管道上的空氣流量傳感器20、30、31，上述裝置將檢測到的信號傳遞給PLC控制器39，并顯示于人機界面上，同時所述PLC控制器39根據(jù)得到的信號對電動閥21、29、32、
8、16、17和泵2 2、24、36、37等部件進行控制，從而保證工藝的平穩(wěn)運行。
【權利要求】
1.一種垃圾滲濾液處理裝置，其特征在于:該裝置中吸附池(2)通過第一電動閥(3)與混凝池(4 )相連，所述混凝池(4 )通過第二電動閥(6 )與沉淀池(7 )相連；所述沉淀池(7 )依次通過第一液體流量傳感器(9)和第三電動閥(8)與亞硝化反應器(13)相連，所述沉淀池(7)依次通過第二液體流量傳感器(18)和第四電動閥(17)與進水泵(22)相連；所述亞硝化反應器(13)依次通過第三液體流量傳感器(15)和第五電動閥(16)與進水泵(22)相連，所述亞硝化反應器(13)與溫控儀(19)相連；所述溫控儀(19)與厭氧氨氧化反應器(23)相連，所述進水 泵(22)通過管路與厭氧氨氧化反應器(23)的底部相連；所述厭氧氨氧化反應器(23)通過管路與回流泵(24)相連，形成閉合回路；在好氧池(28)中設置隔板，所述隔板將好氧池(28)分為曝氣區(qū)和沉降區(qū)，所述隔板中部設孔道使曝氣區(qū)和沉降區(qū)連通；所述厭氧氨氧化反應器(23)通過管路與好氧池(28)的曝氣區(qū)相連，所述好氧池(28)的沉降區(qū)通過管路與膜池(40)相連，所述膜池(40)通過管路與流量泵(37)相連；所述好氧池(28)的曝氣區(qū)和沉降區(qū)分別通過管路與流量泵(37)相連，形成閉合回路； 所述吸附池(2)中設置第一攪拌器(1)，所述混凝池(4)中設置第二攪拌器(5);所述亞硝化反應器(13)中分別設置第三攪拌器(10)、第一 pH電極(11)、第一溶解氧電極(14)、第一微孔曝氣管(12);所述好氧池(28)的曝氣區(qū)中分別設置第二 pH電極(25)、第二溶解氧電極(26)、第二微孔曝氣管(27);所述第一 pH電極(11)、第一溶解氧電極(14)、第二 pH電極(25)和第二溶解氧電極(26)分別與控制箱(39)相連；所述膜池(40)中設置膜組件(35)；所述第一微孔曝氣管(12)依次通過第六電動閥(21)和第一氣體流量傳感器(20)與曝氣機(38)相連，所述第二微孔曝氣管(27)依次通過第七電動閥(29)和第二氣體流量傳感器(30)與曝氣機(38)相連，所述膜組件(35)依次通過第八電動閥(32)和第三氣體流量傳感器(31)與曝氣機(38)相連；所述膜組件(35)依次通過第四液體流量傳感器(33)和壓力傳感器(34)與抽吸泵(36)相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種垃圾滲濾液處理裝置，其特征在于:所述好氧池(28)的曝氣區(qū)與沉降區(qū)的體積比為5:1。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種垃圾滲濾液處理裝置，其特征在于:所述膜組件(35)中出水管(41)設置為倒置U型，所述出水管(41)的兩條豎直側管之間橫向平行設置多條曝氣套(43)，所述多條曝氣套(43)分別與進氣管(42)相連；所述每條曝氣套(43)中設置曝氣套內側管(45)，所述每條曝氣套內側管(45)上設置多個曝氣孔，所述每條曝氣套內側管(45)內設置多條膜絲(44)。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種垃圾滲濾液處理裝置，其特征在于:所述曝氣孔的方向和曝氣套(43)呈40~70度角。
5.根據(jù)權利要求3所述的一種垃圾滲濾液處理裝置，其特征在于:所述膜絲的材質為聚四氟乙烯中空纖維膜絲。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種垃圾滲濾液處理裝置，其特征在于:所述膜絲內徑為1.3mm,外徑為 2.3mm。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種垃圾滲濾液處理裝置，其特征在于:所述溫控儀(19)的各溫度傳感器、各壓力傳感器(34)、各氣體流量傳感器(20、30、31)、各液體流量傳感器(9、.15、18、33)、各溶解氧電極(14、26)、各pH電極(11、25)分別與PLC控制器相連，并由所述PLC控制器提供人機界面；所述PLC控制器分別與各溫控儀(19)、各個泵(22、24、36、37)、各曝氣機（38)、各電動閥（3、6、8、16、17、21、29、32)相連。
【文檔編號】C02F3/02GK103539319SQ201310532806
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權日:2013年10月31日
【發(fā)明者】李薇, 李繼強, 劉磊, 王冰 申請人:華北電力大學